波束形成和赋形技术是阵列信号处理领域的重要组成部分,它们通过基于一定准则和约束条件下的阵列权矢量,获得期望信号方向的主瓣和在干扰方向形成零陷,以达到空域滤波和形成特定形状方向图的目的。随着波束形成技术的应用背景越来越复杂,由于样本协方差矩阵估计不准确和导向矢量失配导致波束形成效果越来越差。对于波束赋形技术,由于现有的赋形算法存在着运算量过大,收敛速度慢,存在着难以在线计算和实时应用的问题。因此,研究非理想环境下稳健的波束形成算法和简单高效的波束赋形算法具有非常重要的理论意义和实用价值,本文的主要工作和创新点如下:本文首先介绍了自适应波束形成器的数学模型和基本参数,同时介绍了几种常见的最优波束形成准则,并分析了阵列协方差矩阵误差和导向矢量失配对波束形成器的影响,为后续算法研究奠定了理论基础。其次,为了解决自适应波束形成算法在采样数据较少时波束形成方向图畸变的问题,提出了特征干扰相消器下的稳健波束形成算法。该算法通过在传统波束形成器的最优权矢量上附加Dolph-Chebyshev锥化权和将阵列权矢量约束与噪声子空间,抑制了噪声子空间的影响。为了克服低采样下阵列导向矢量失配对自适应波束形成算法的影响,提出一种失配误差正交分解和特征干扰相消器相结合的稳健自适应波束形成算法。该算法首先利用失配误差正交分解的方法来不断的修正期望信号导向矢量,然后将求得的最优权矢量中的协方差矩阵用噪声子空间代替,得到一种既能降低接收数据采样数又能克服期望信号矢量失配的稳健自适应波束形成算法。最后,为解决目前常用的波束赋形算法,运算量较大,收敛速度慢,优化参数调整复杂,无法直接应用于在线实时计算的问题,提出了一种改进的迭代最小方差方向图综合方法。该方法采用方向图分区域加权逼近和方向图相位去约束技术,利用前一次得到的权重系数计算方向图的最大增益和方向图相位,并作为下一次迭代所期望达到的最大增益和方向图相位。